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1、高中物理研究性学习设计方案适用年级：滕州二中 2015级 设计教师：高二物理组教师 活动方案一：生活中的电磁辐射现象一、课题名称： 生活中的电磁辐射现象二、课题背景说明：近年来，电磁辐射成为了人们经常关注的物理现象，随着科技的发展，我们的身边出现了更多电磁辐射。电磁辐射分为天然辐射和人工辐射。天然辐射来自太阳、地球的热辐射，宇宙射线、雷电等。人工辐射主要来自电视、广播，雷达、通信基站，还有工业、科学、医疗和生活中的一些应用设备。电磁辐射现象对现代的生产与生活产生了正面的和负面的影响。三、课题的目的和意义： 让更多的同学了解生活中的电磁辐射现象以及了解如何减小有害辐射的伤害。四、课题内容：1.有
2、益辐射现象。2.有害辐射现象。3.有害辐射带来了什么。4.如何减小有害辐射带来的伤害。五、课题研究方法：建立合作小组，小组在教师的指导下通过图书资料和上网下载网络资料进行学习，并以个人或小组为单位到相关家庭、单位或部门了解电磁辐射现象，收集资料，对各种资料进行筛选、整理、分析，小组合作讨论，最后得出成果。六、课题研究的程序与分工：1. 研究程序第一阶段：课题培训阶段。（1课时）与学生见面，全体学生听取教师的课题介绍，了解研究性学习的学习目的、研究方法等相关内容。第二阶段：课题准备阶段。（1课时）学生自由组成课题小组，选定组长，组长分工；教师指导学生写好课题报告、申报表上交，安排好阶段的学习活动
3、工作计划。第三阶段：课题实施阶段。（2个半月）（1）第12周：查询图书资料或网络资料，学习电磁辐射益处与害处。（2）第34周：调查生活与生产中的电磁辐射现象。（3）第56周：制定减小有害辐射的方案。（4）第78周：撰写学习心得、研究报告，制作宣传板报。（5）第910周：进行结题工作。2.任务分工（1）搜集学习性资料：（2）调查与访问：（3）整理分析资料：（4）板报制作：七、课题实施的条件：书籍、网络、计算机、照相机、美术工具、经费。八、课题的成果形式：1.活动心得2.研究报告3.宣传板报活动教案电磁辐射的危害与预防电磁波是一种高速传播的光子流，也是一种被科学家称之为“电子垃圾”的微粒物质，又叫
4、电磁烟雾或电磁辐射。经研究发现有人将电磁烟雾污染称作继大气污染、水污染和噪声污染之后，威胁人类健康的第4大污染。一、电磁辐射的产生电磁辐射是指能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。任何交流电在其周围都要形成交变的电场，交变的电场又产生交变的磁场，交变的磁场又产生交变的电场，这种交变的电场与交变的磁场相互垂直，以源为中心向周围空间交替地产生并以一定的速度传播，即为电磁波。电磁辐射源一般分为天然电磁辐射和人为电磁辐射两类。天然电磁辐射，如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子引起的磁暴等；人为电磁辐射，有电波发射设施（如广播、电视发射塔等），通信设施（如人造卫星通信系统的地面站、雷达系统的雷达站、移动通讯
5、塔等），各种高频设备（如高频热和机、高频焊接机、高频烘干机、家用微波炉等），交通设备（如电气化铁道、电车等），电力设备（如高压电线路、变电站等）。电磁辐射的五大来源来源具体表现形式来源一电波发射设施如广播、电视发射塔等来源二通信设施如人造卫星通信系统的地面站、雷达系统的雷达站、移动通讯塔等来源三各种高频设备如高频热和机、高频淬火机、高频焊接机、高频烘干机、家用微波炉等来源四交通设备如电气化铁道、电车等来源五电力设备如高压电线路、变电站等二、电磁辐射的危害简介（一）危害的分类1. 干扰电子设备大量的研究表明，电磁辐射会造成广播与电视不能收听、收看，自动控制信号失误，电子仪器仪表失灵，飞机指示信号
6、失误或空中指挥信号受到干扰，干扰医院的医疗器械或病人的心脏起搏器等，从而带来大量的经济损失。2. 影响易燃易爆物品高压线路产生的电晕在导线及其金属表面空气中的电晕放电，绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花，连接松动或接触不良产生的间隙火花放电的电磁辐射对诸如武器弹药、燃油等易燃、易爆物质产生潜在的威胁，或者使电爆管的效应提前或滞后，从而危及人身安全与财产安全。3. 使导弹制导系统失灵电离层是空间天气的重要组成部分，处在地面以上60一l 000 km之间。电离层是对军事通信、定位和导航产生影响的重要因素，主要通过对无线电波传播的影响来实现。强烈的太阳耀斑发生时，电离层内电子密度剧增，常导致通
7、信完全中断以及定位和导航精度下降，在确定物体的位置时可产生几千米的误差。导弹测试设备中易受外界因素影响的有电源遥控安全系统、火工器电阻测试仪以及电气系统的检测设备。监控系统是以仪表或特种技术对导弹系统在技术准备和发射准备后的某些必须保持在一定限度内的技术参数和条件进行连续或间歇地监测，以及向导弹传输指令和监测控制的系统。4. 危害人体电磁辐射对人体的危害包括热效应和非热效应。高频电磁波对生物肌体细胞起“加热”作用。人体接受电磁辐射后，使肌体升温，如果吸收的辐射能很多，靠体温的调节无法把热量散发出去，则会引起体温升高，进而引发各种症状，这被称为热效应。低频电磁波产生的影响，即人体被电磁辐射后，体
8、温并未明显升高，但已经干扰了人体的固有微弱电磁场，使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变，对人体造成严重危害，这些属于非热效应。热效应和非热效应作用于人体后，对人体伤害尚未来得及自我修复之前，再次受到电磁波辐射。其伤害程就会发生累积，久之会成为永久性病态，甚至危及生命，即为累计效应。对眼球晶状体的影响：强功率电平微波照射可导致晶状体蛋白质凝固，形成白内障。电磁辐射对人体造成的伤害是多方面的，对血液生成的影响主要表现为白血球总数的波动及淋巴细胞和嗜酸性细胞减少；对内分泌的影响有，性机能上男性表现为阳痿，女性出现月经周期紊乱，其他方面有甲状腺肿大、碘摄取率增高、妇女乳汁分泌机能下降、糖代谢内分泌紊乱等
9、；对免疫力的影响是，微波照射抑制了抗体形成甚至球蛋白抗体完全消失，还可以是机体的血清补体率升高和免疫球蛋白含量下降；对心血管系统的影响，反映在心电图上的一些指标的改变，如心动过缓、心动过速、R波变宽、K值减少、局限性心室传导阻滞增加、血压波动等；对中枢神经系统的影响，除了改变大脑对体温调节的控制功能外，主要表现还有头痛、全身无力、易疲劳、睡眠障碍、记忆力减退、易冲动等；对现代人心理的负面影响是，许多作业人员知道自己所处工作环境存在一定程度的电磁辐射，但是不知道实际的辐射水平，产生了心理压抑或者心理恐惧。（二）危害的影响因素产生电磁辐射危害的因素很多，与电磁辐射源的性质有关，场强越大，对人体的危
10、害与影响越严重。电磁场的频率越高，对人体所呈现的危害作用越突出。脉冲波对人体的不良影响比连续波要严重；与电磁辐射的作用时间有关，电磁辐射具有累积效应，时间越长，辐射越大；与受体人群及受体部位有关，儿童和妇女对电磁辐射所表现出的敏感性相比其他人群要大。体质不同，所表现的电磁敏感性也不同，体质弱的人电磁敏感性大，受电磁场作用后的症状要比体质强的人明显。有慢性病的人呈现出较强的电磁敏感性；与作业环境有关，温度越高，生物体不易散热，使身体所表现的症状就越严重。湿度越大，就越不利于作业人员的身体健康；与距辐射源的距离有关，辐射程度随着距辐射源的距离呈现出递减的趋势，距离越远，辐射越小。（三）辐射大小的衡
11、量电磁辐射的大小通常用比吸收率(SAR)来衡量。比吸收率SAR(Specific Aabsorption Rate)的定义为每lKg人体组织所吸收的电磁功率(WKg)，它是生物学中的一个重要参数，用来度量电磁辐射在生物体单位组织中所感应的电场。三、电磁辐射的防护（一） 有关电磁辐射防护规定针对于各种辐射，国家制定了一系列的辐射标准。国家环境保护局制定的电磁辐射防护规定(GB 870288)和微波通信设备辐射安全标准款GB 1263890)锁定了公众接受电磁辐射的基本限值。职业照射的限值为在每天8H工作期间内，任意连续6min按全身平均的SAR应小于0.1W/Kg；公众照射的限值在1天24H内，
12、任意连续6min按全身平均的SAR应小于0.02W/Kg。（二）预防之道预防或减少电磁辐射的伤害，其根本出发点是消除或减少人体所在位置的磁场强度，其主要措施包括屏蔽和吸收。1. 广播、电视发射台的电磁辐射防护：广播、电视发射台的电磁辐射防护首先应该在项目建设前，进行电磁辐射环境影响评价实行预防性卫生监督，提出预防性防护措施，包括防护带要求。如果业已建成的发射台对周围区域造成较强场强，一般可考虑以下防护措施：在条件许可的情况下，改变发射天线的结构和方向角，以减少对人群密集居住方位的辐射强度。在中波发射天线周围场强大约为15 Vm，短波场强为6 vm的范围设置一片绿化带。通过用房调整，将在中波发射
13、天线周围场强大约为10 W/m，短波场源周围场强为4 Vm范围内的住房改作非生活用房。利用对电磁辐射的吸收或反射特性，在辐射频率较高的波段，使用不同的建筑材料，包括钢筋混凝土甚至金属材料覆盖建筑物，以衰减室内场强。工业、科学和医疗设备电磁辐射的防护：2.高频设备的电磁辐射防护：采用屏蔽技术，减少电磁辐射的危害。屏蔽的目的是采用一定的技术手段，将电磁辐射的作用和影响限制在指定的空间之内。高频设备电磁辐射的屏蔽须采用合适的屏蔽材料，一般认为，铜、铝等金属材料宜用作屏蔽体以隔离磁场和屏蔽电场；运用接地技术，也可以减小电磁辐射的危害。高频防护接地(也称射频接地)的作用就是将在屏蔽体(或屏蔽部件)内由于
14、感应生成的射频电流迅速导人大地，使屏蔽体(或屏蔽部件)本身不致再成为射频的二次辐射源，从而保证屏蔽作用的高效率。射频接地的技术要求有：射频接地电阻要最小、接地极一般埋设在接地井内、接地线与接地极以用铜材为好、接地极的环境条件要适当；通过滤波，对电磁辐射的危害也可以削弱。线路滤波的作用就是保证有用信号通过，并阻截无用信号通过。电源网络的所有引入线，在其进入屏蔽室之外必须装设滤波器。若导线分别引入屏蔽室，则要求对每根导线都必须进行单独滤波；距离防护，适当地加大辐射源与被照体之间的距离可较大幅度地衰减电磁幅射强度，减少被照体受电磁辐射的影响。应用时，可简单地加大辐射体与被照体之间的距离，也可采用机械
15、化或自动化作业，减少作业人员直接进入强电磁辐射区的次数或工作时间；个体防护是对被高频电磁辐射人员，如在高频辐射环境内的作业人员进行防护，以保护作业人员的身体健康。常用的防护用品有防护眼镜、防护服和防护头盔等。这些防护用品一般用金属丝布、金属膜布和金属网等制作。还有一些其他的防护措施，主要有采用电磁辐射阻波抑制器，通过反作用场在一定程度上抑制无用的电磁散射；在新产品和新设备的设计制造时，尽可能使用低辐射产品；从规划着手，对各种电磁辐射设备进行合理安排和布局，特别是对射频设备集中的地段，要建立有效的防护范围。3.微波设备的电磁辐射防护：减少源的辐射或泄漏，这项措施在进行雷达等大功率发射设备的调整和试验时尤为重要。实际应用中，可利用等效天线或大功率吸收负载的方法来减少从微波天线泄漏的直接辐射，利用功率吸收器可将电磁能转化为热能散掉。实行屏蔽，使用板状、片状和网状的金属组成的屏蔽壁来反射散射的微波，这种方法可以较大地衰减微波辐射作用。使用能吸收微波辐射的材料做成“缓冲器”，如生胶和羰基铁的混合层等，以降低微波加热设备传递装置出入口的微波泄漏，或覆盖住屏蔽设备的反射器，以防止反射波对设备正常工作的影响。为了尽可能地减少手机对人体的电磁辐射，尤其是头部的辐射，应尽可能地减少手机的
